目前水性涂料工業中使用最廣泛的高分子分散劑主要是陰離子型高分子表面活性劑和非離子型高分子表面活性劑.陰離子型高分子表面活性劑由于會給涂料體系引人離子而易受體系內共存離子、pH值、溫度等環境的影響使水性涂料穩定性下降,這也飽受人們詬病;非離子型高分子表面活性劑不存在離子效應,它對分散的顆粒選擇性不強,由于相對分子量大,它可以依靠空間位阻進行穩定,因此可用作分散穩定劑[1].由于市場對涂料樹脂價格低廉化的要求,樹脂公司往往選擇價格低廉的苯乙烯作為單體之一.因此國內外市場上希望得到一種既不會對涂料穩定性產生影響又能與價格低廉樹脂相容的水性分散劑.本研究的高分子分散劑即能滿足這一要求,它是非離子型高分子分散劑,親水部分為聚醚鏈段,即聚乙二醇6000和TDI反應后的共聚組分,親油部分為4-枯基酚與苯乙烯合成的酚類產物.本文先以4-枯基酚和苯乙烯為原料,在酸性催化劑條件下合成了一種酚類產物,然后用聚乙二醇6000與TDI反應生成預聚物,再以酚類產物和預聚物為原料,合成了一種水溶性高分子分散劑,并用FTIRMS及GPC等對合成產物進行了表征,用表面張力儀對溶液的表面活性進行了測定.
1實驗部分
1.1原料及設備
1.1.1主要原料苯乙烯:AR,國藥集團化學試劑有限公司;4-枯基酚:工業品,鄒平銘興化工公司;酸性催化劑:AR,國藥集團化學試劑有限公司;聚乙二醇6000:AR,上海晶純試劑有限公司;TDI:AR,天津市大茂化學試劑廠;二月桂酸二丁基錫:AR,上海凌峰化學試劑公司生產;乙酸丁酯:AR,天津市大茂化學試劑廠.
1.1.2設備傅立葉紅外光譜儀:PerkinElmerin.struments;質譜儀:LCQDecaXPMaxsystem(Finnigan,USA);凝膠滲透色譜儀:waters1515;表面張力儀:OCA40MICRO.
1.2基本原理
按照Ffiedel-Crafts反應,本實驗用4-枯基酚和苯乙烯為原料,酸性催化劑為催化劑,將苯乙烯鏈段接在4-枯基酚的鄰位上形成酚類產物,再通過過量的TDI和聚乙二醇6000反應生成端基含NCO的預聚物,然后將過量的酚類產物和預聚物反應合成所需的高分子分散劑[2-3].反應步驟如下:
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1.3實驗步驟
1.3.1酚類產物的合成在裝有冷凝器、氮氣進口、攪拌子、溫度計和分液漏斗的四口燒瓶中,加入適量的4一枯基酚和酸性催化劑,升溫到9O℃,在N:保護下滴加苯乙烯,3h內滴完,然后保溫反應4h,水洗,蒸出水分即得產品.
1.3.2分散劑的合成取上述酚類產物一部分,熱堿洗2遍,再水洗10遍,蒸出水分,得到合成分散劑的產物A.取一定量聚乙二醇6000,減壓除水3h,得脫水后的聚乙二醇6000.乙酸丁酯經0.5nm分子篩除雜質.
在裝有冷凝器、氮氣進口、攪拌子、溫度計和分液漏斗的四口燒瓶中,先加入一定量的乙酸丁酯和脫水后的聚乙二醇6000[4],升溫到80℃,N2保護,加人TDI,3h后,得到產物B,再加入過量的產物A和2滴二月桂酸二丁基錫,升溫到110℃左右開始反應[5],4h后結束,蒸發除溶劑,得到所需產品.
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